多路直流稳压电源的设计

电
路
路
路
电路
U Io U
整流电
uo
o
压波形
0
t
整流电压平均值 Uo=0.45U
二极管平均电流 Io
二极管反向电压 √2U=1.41U
副边电流有效值 1.57Io
U Io
uUo Uo
0
t
Uo=0.9U
Io/2
2√2U=2.83U
0.79Io
I
U
oU
uo
o
0
t
Uo=0.9U
Io/2
√2U=1.41U
1.11Io
为电容C的放电电流，可取滤波电容的耐压值应大于对于317，C=1333uF， 可取1000uF与470uF并联耐压值大于√2V2=9×1.414=12.75V
（3）选择整流二极管及滤波电容
整流二极管D选1N4001或1N4002
其极限参数为:VRM≥50V，IF=1A
满足VRM＞√2V2
IF＞Iomax的条件
（2）滤波电容的选择 滤波电容C可由纹波电压△VOP-P和稳压系数SV确定，已知VO=15V，Vi=18V，
△VOP-P=5mV， SV ≤5х10¯³，由式Sv=(ΔVo/Vo)/(ΔVi/Vi) ΔVi=ΔVoppVi/VoSv=1.2V得电容C=Ict/ΔVi=833uF，取C=1000uF t为电容C的放电时间，t=T/2=0.05S
五、实验内容及测试步骤
空载
1.变压器交流电压的测量(单独测量)
1-2
测量变压器的次级电源电压，填入表中。
2-3
2.整流滤波电路测试（计算K）
1-3
① 取RL＝100Ω ，不加滤波电容，测量直流输出电压VI及输入电压UI，
② 取RL＝100Ω ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求
③ 取RL＝∞ ，C＝1000μf ，重复内容①)的要求
VI UI
R=100Ω R=100ΩC=1000uF C=1000uF
UI C1 VL为直流，UL为交流。 VI
1
11
2
12
3
RL 1000uF 100Ω
3. 测量三路稳压电源的输出电压 测试方法：测量输出端时分别接100Ω负载电阻。测量3-6V时，分别测量对
应的电位器的阻值。再调节电位器RW， 测量输出电压可调范围V0min～V0max。 验证 公式VO＝1.25(1+Rw/R1)
+5V
-5V
3V 6V Vomin Vomax
设计值 +5V
-5V
测量值
测量值
可调电阻值
4.测量三路稳压电源的输出电阻R0 输出电阻R0：当输入电压VI（指稳压电路输入电压）保持不变，负载电
流由空载变化到额定电流时,而引起的输出电压变化，即Ro=ΔVo/ΔIo
+5V
-5V
3-6V(5V时)
Io
0
0
0
（1）选电源变压器 对于LM317：Vomax+(Vi-Vo)min≤Vi≤Vomin+(Vi-Vo)max 6V+3V≤Vi≤3V+40V，9V≤Vi≤43V 副边电压V2≥Vimin/1.1=9/1.1V，取V2=9V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2V2=9W，查表可得变压器的效率 η=0.6 则原边输入功率P1≥P2/η=15W。 对于78、79系列：5+(3～5)V≤Vi≤5V+25V。 副边电压V2≥Vimin/1.1=7.5/1.1V，取V2=10V， 副边电流I2﹥Iomax，取I2=1A， 则变压器副边输出功率P2≥I2*V2=10W，查表可得变压器的效率 η=0.7 P1≥P2/η=20W。综上两路考虑，为留有余地，选功率为25W的电源变压器
稳压器的输出作为恒流管的偏置和电源。在图中，设恒流源的电流Ic=Iw，
则Uo2的最大调节范围为ΔUo2=IwR2=Uo2-1.25选定稳压管工作电流Iw后就
可以确定R2的值。而Iw可由偏置电阻R3设定。
四、电路仿真
1.测试Vo1,Vo2的电压和Vo3电压范围； 2.测试Vo1，Vo2和Vo3 (5V)的稳压系数Su（RL=100Ω）;计数Sv. 3.测试Vo1,Vo2和VO3的Ro.(改变RL为50Ω和100Ω）; 4.仿真分析整流电路的输入、输出波形及电源的输出纹波。 电路通过仿真后，确定实验前的元件参数。
6.測量三路稳压电源的稳压系数Su的测量 测试过程是：先用变压器的次级1-3分别接Vo1、Vo2和Vo3的输入如图，
分别测量Ui（是次级的交流电压）和Vo（是输出的直流电压）的值。然后 用变压器次级1-2分别接Vo1、Vo2和Vo3再测量Ui和Vo的值。计算Su
Su=(ΔUo/Vo)/(ΔUi/Vi)
U32=1.25V，R1中的电流一般为5～10mA，R1的取值可取120～240Ω。其
封装见图.
若采用正负电源时，LM317的输入电压应大于Uo2+Uo3+3=5+6+3=14V,集
成运放应选用单电源运放如LM324,6V基准电源可采用温度特性好的稳压管，
恒流源的设计要使Uo2在整个调节范围内，其电流保持不变，因此利用+15V
变压器次级 1-2 1-3
Vo1=5V
Vo2=-5V
Vo3=5V
Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v) Ui(v) Vo(v)
RL1=100
RL2=200
5. 测量三路稳压电源的输出纹波电压 输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中交流分量的峰峰值。
第一路+5V:取Uo＝5V,RL=100Ω，用示波器测量U10纹波电压值及波形 第二路-5V:取Uo＝-5V,RL=100Ω ，用示波器测量U02纹波电压值及波形 第三路3-6V:取Uo＝5V,RL=100Ω ，用示波器测量U03纹波电压值及波形
二、直流稳压电源的组成和功能
电源变压器: 将交流电网电压V1变为合适的交流电压V2。 整流电路: 将交流电压V2变为脉动的直流电压V3。 滤波电路: 将脉动直流电压V3转变为平滑的直流电压V4 稳压电路: 当电网电压波动及负载变化时,保持输出电压Vo的稳定。
整
滤
稳
u1
u2
流 u3
波 u4
压பைடு நூலகம்
uo
电
电
多路直流稳压电源设计
一、设计任务
1.已知条件：集成稳压器7805、7905和LM317。其性能参数请查阅集 成稳压器手册。
2. 设计一个输出正5伏、负5伏及输出电压可调的多路直流稳压电源。 性能指标要求：输出电压Vo及最大输出电流Iomax，
1路Vo =±5V对称输出, Iomax=100mA 2路Vo =+(3～6)V连续可调, Iomax=200mA 纹波电压△Vop-p≤5mV 稳压系数SV ≤5х10¯³
如果负载变动频繁，在7815输出也可接-10μ~100μ的电解容。
（4）一般稳压电路通常选用三端集成稳压器
常用的产品有固定正电压输 出78XX系列，负电压输出79XX系列；输出
连续可调的有LM317(正)、LM337(负)系列。应用该类稳压器时，其输入UI
与输出电压Uo之间的压差不低于3～5V。LM317、LM337的最小输出电压